DE3618024A1 - Electric tool with clutch - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Elektrowerkzeug mit einem auf einer Welle verschiebbar angeordneten Kupplungsring für wenig stens ein auf der Welle verschiebefest und gegenüber dem Kupplungsring verdrehbar angeordnetes Abtriebsrad, wobei eines dieser auf der Welle angeordneten Teile von einem Mo tor in Drehung versetzt wird, und einem mit dem Kupplungs ring in Eingriff stehenden, von der Kraft einer Feder gegen eine Anschlagschulter eines drehbaren Betätigungsorgans treib baren Schaltnocken.The invention relates to a power tool with a a shaft slidably arranged clutch ring for little at least one fixed on the shaft and against the Clutch ring rotatably arranged driven gear, wherein one of these parts of a Mo arranged on the shaft Tor is set in rotation, and one with the clutch ring engaged by the force of a spring against drive a stop shoulder of a rotatable actuator switch cams.
Zur Ab- und Zuschaltung von Drehbewegung oder Umschalten auf unterschiedliche Drehzahlen, verfügen bekannte Elektrowerk zeuge wie Bohrmaschinen, Drehschlagbohrmaschinen und dgl., vielfach über eine mechanische Schaltkupplung.For switching on and off rotary movement or switching to different speeds, have well-known electrical works witnesses such as drills, rotary impact drills and the like, often via a mechanical clutch.
Bei einem bekannten Elektrowerkzeug (DE-OS 32 39 985) setzt sich eine solche Schaltkupplung im wesentlichen aus einem Kupplungsring und einem Abtriebsrad zusammen, die gemeinsam auf einer Welle sitzen. Durch Verschieben des Kupplungs ringes gegenüber dem Abtriebsrad gelangen stirnseitige Kupp lungsklauen am Kupplungsring und am Abtriebsrad gegenseitig in oder ausser Kupplungseingriff. Zum Verschieben des Kupp lungsringes greift an diesem formschlüssig ein gleichsinnig verschiebbarer Schaltnocken an. Der Verschiebeweg des Schalt nockens wird durch ein drehbares Betätigungsorgan von aussen gesteuert. Das Betätigungsorgan weist hierzu eine Anschlag schulter für den Schaltnocken auf, die durch die Umfangskon tur eines im Querschnitt unrunden Stiftes des Betätigungsor gans gebildet ist. Der Schaltnocken wird durch eine Feder gegen die Anschlagschulter gedrückt.In a known power tool (DE-OS 32 39 985) sets Such a clutch essentially consists of one Coupling ring and a driven gear together, which together to sit on a wave. By moving the clutch ring opposite the driven wheel reach the front clutch claws on the clutch ring and on the driven gear mutually in or out of clutch engagement. To move the clutch ring engages in a form-fitting manner sliding switch cam. The shift path of the shift nockens is activated by a rotating actuator from the outside controlled. The actuator has a stop for this shoulder for the switch cam, which is determined by the circumferential con ture of a pin of the actuator that is not round in cross section goose is formed. The switch cam is operated by a spring pressed against the shoulder.
Diese Schaltkupplung weist den Nachteil auf, dass beim Aus kuppeln des sich unter Last in Betrieb befindlichen Werk zeugs Schäden an den Kupplungsorganen auftreten. Die Schäden rühren daher, dass unter Last zur Uebertragung von Drehmo ment zwischen den Kupplungsklauen von Kupplungsring und Ab triebsrad hohe Kräfte wirken, die beim Auskuppeln insbeson dere eine hohe spezifische Beanspruchung der Klauen-Kronen herbeiführen. Folgedessen verschleissen die Kupplungsklauen sehr rasch. Ein beschädigungsfreies Auskuppeln ist mit die ser Schaltkupplung nur im Stillstand möglich.This clutch has the disadvantage that when off couple the plant in operation under load Damage to the coupling elements occur. The damages stem from the fact that under load for the transmission of torque ment between the clutch claws of clutch ring and Ab drive wheel high forces act, especially when disengaging a high specific load on the claw crowns bring about. As a result, the clutch claws wear out very quickly. A damage-free disengagement is with the This clutch is only possible when the machine is at a standstill.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Elektrowerk zeug mit mechanischer Schaltkupplung zu schaffen, die ein Aus- und Einkuppeln sowohl im Stillstand als auch im Betrieb ohne Beschädigung erlaubt.The invention has for its object an electrical plant with mechanical clutch to create the one Disengaging and engaging both at standstill and in operation allowed without damage.
Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass das Betätigungsorgan eine Ausnehmung aufweist, wobei ein im Ab stand vom Drehpunkt angeordneter Teil der Kontur der Ausneh mung die Anschlagschulter für den federbelasteten Schalt nocken bildet und der weitere Verlauf der Kontur der Ausneh mung ein Verdrehen des Betätigungsorgans unabhängig von der Lage des Schaltnockens erlaubt.According to the invention the object is achieved in that the Actuator has a recess, one in the Ab stood part of the contour of the recess arranged from the fulcrum the stop shoulder for the spring-loaded shift forms cams and the further course of the contour of the recess a rotation of the actuator independent of the Position of the switch cam allowed.
Das Aus- und Einkuppeln erfolgt durch Drehen des Betätigungs organs. Dank der Drehbarkeit des Betätigungsorgans unabhän gig von der Lage des Schaltnockens bewirkt das Verdrehen des Betätigungsorgans nicht ein zwangsgeführtes Aus- und Ein kuppeln, sondern der federbetätigte Schaltnocken führt seine Schaltbewegung erst aus, wenn ein Ein- bzw. Ausrücken der Kupplungsklauen leichtgängig und damit beschädigungsfrei möglich ist. Beim Auskuppeln im Betrieb wird der Schalt nocken von der Feder demnach erst dann in der anderen Schalt stellung gegen die Anschlagschulter verschoben, wenn zwi schen dem Kupplungsring und dem Antriebsrad ein im wesent lichen kraftfreier Zustand eintritt.The clutch is engaged and disengaged by turning the actuator organs. Independent thanks to the rotatability of the actuator gig of the position of the switching cam causes the twisting of the Actuator not a positively driven off and on couple, but the spring-operated switching cam performs its Switching movement only when the Clutch claws run smoothly and therefore free of damage is possible. When disengaging in operation, the shift cam from the spring therefore only in the other switching position shifted against the stop shoulder if between essentially the coupling ring and the drive wheel strength-free state occurs.
Vorzugsweise ist der an die Anschlagschulter anschliessende weitere Verlauf der Kontur der Ausnehmung als Steuerkurve für den Schaltnocken ausgebildet, die einen im wesentlichen dem Abstand zum Drehpunkt entsprechenden Radius aufweisen kann. Beim Drehen des Betätigungsorgans wird der Schalt nocken von der Steuerkurve nicht lageversetzt. Nach Erlangen des kraftfreien Zustandes zwischen Kupplungsring und Ab triebsrad verschiebt sich der Schaltnocken entlang der Steuer kurve durch die vorgespannte Feder gegen die Anschlagschul ter, wodurch die Umschaltung abgeschlossen wird. Die Feder entspannt sich dabei teilweise.Preferably, the one adjoining the stop shoulder further course of the contour of the recess as a control curve trained for the switch cam, which is essentially a have the radius corresponding to the distance to the fulcrum can. When you turn the actuator, the switch cams not offset from the control cam. To Erlangen the power-free condition between the clutch ring and Ab drive wheel, the switch cam moves along the steering wheel curve through the preloaded spring against the stop school ter, which completes the switchover. The feather partially relaxes.
Zum Ein- und Auskuppeln des Kupplungsringes mit beispiels weise zwei Abtriebsrädern ist es von Vorteil, zwei Steuer kurven synmetrisch beidseits zur Anschlagschulter anzuord nen. Die symmetrisch angeordneten Steuerkurven können durch zwei Seiten einer dreieckigen oder herzförmigen Ausnehmung gebildet sein. Ein weiterer Vorteil symmetrisch angeordneter Steuerkurven ist die einfache Herstellbarkeit und die ver wechslungsfreie Montagelage des Betätigungsorgans.To engage and disengage the clutch ring with example wise two driven wheels, it is advantageous to control two curves are to be arranged symmetrically on both sides of the stop shoulder nen. The symmetrically arranged control curves can by two sides of a triangular or heart-shaped recess be educated. Another advantage of symmetrical arrangement Control curves is easy to manufacture and ver non-changeable mounting position of the actuator.
Die Steuerkurven erstrecken sich zweckmässig jeweils entlang eines Bogenmasses von 90°. So lassen sich, verbunden mit ei ner sich auf die Bedienung vorteilhaft auswirkenden Verdre hung des Betätigungsorgans jeweils um 90°, drei Schalt stellungen mit ausreichendem Schaltweg wählen, was beispiels weise ermöglicht, wahlweise auf zwei Abtriebsräder Drehbewe gung zu übertragen oder das Uebertragen von Drehbewegung auf diese zu unterbinden.The control curves expediently each extend along an arc dimension of 90 °. In this way, connected with egg ner Verdre beneficial to the operation hung the actuator by 90 °, three switching select positions with sufficient switching travel, for example wise possible, optionally on two driven wheels transmission or the transmission of rotary motion to prevent them.
Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung ist anschliessend an die Steuerkurven, der Anschlagschulter im wesentlichen gegenüberliegend, die Feder angeordnet. Zweckmässig handelt es sich dabei um eine Druckfeder, deren vom Schaltnocken abgewandte Abstützung als Schwenkpunkt gestaltet ist, sodass auch bei einem Verschieben des Schaltnockens entlang der Steuerkurven die Feder mitschwenkt und dadurch immer in deren Achsrichtung in idealer Weise gespannt wird.According to a further proposal of the invention follows to the control curves, the shoulder essentially opposite, the spring arranged. Act appropriately it is a compression spring, whose from the switch cam support is designed as a pivot point, so that even when the switch cam is moved along the Control cams pivot the spring and thus always in their Axis direction is tensioned in an ideal way.
Die Erfindung wird nachstehend anhand einer Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel eines Elekrowerkzeuges wiedergibt näher erläutert. Es zeigen: The invention will now be described with reference to a drawing, which reproduces an embodiment of an electric tool explained in more detail. Show it:
Fig. 1 ein als Handbohrmaschine ausgebildetes Elektro werkzeug mit Zweigang-Schaltkupplung in einge kuppelter Schaltstellung, teilweise im Längs schnitt; Fig. 1 designed as a hand drill electric tool with two-speed clutch in the engaged switching position, partially in longitudinal section;
Fig. 2 eine vergrösserte Darstellung von Betäti gungsorgan und federbetätigtem Schaltnocken der Schaltkupplung, gemäss Schnittverlauf II-II in Fig. 1; Figure 2 is an enlarged view of Actuate supply member and spring-actuated switching cam of the clutch, according to section line II-II in Fig. 1.
Fig. 3 die Schnittdarstellung nach Fig. 2, mit in Entkupplungsstellung verdrehtem Betätigungsor gan, Schaltnocken vor Ausführung der Schaltbe wegung; Fig. 3 shows the sectional view of Figure 2, with the actuator in the disengaged position of the actuator, switching cams before execution of the switching movement;
Fig. 4 die Schnittdarstellung nach Fig. 2 mit Be tätigungsorgan in Entkupplungsstellung nach Fig. 3 und Schaltnocken nach vollzogener Schalt bewegung. Fig. 4 shows the sectional view of FIG. 2 with Be actuating member in the uncoupling position according to FIG. 3 and switching cams after the switching operation.
Die Handbohrmaschine nach Fig. 1 verfügt über ein Gehäuse 1 mit einem Ein-/Aus-Elektroschalter 2 für einen nicht näher dargestellten, im Gehäuse 1 gelagerten Motor. Vorderseitig sitzt auf dem Gehäuse 1, wie an sich bekannt, ein Seitenhand griff 3. Ein Spannfutter 4 für Bohrer überragt vorderseitig das Gehäuse 1 und ist durch eine Welle 5 in Drehung versetz bar.The hand drill according to Fig. 1 has a housing 1 with an on / off electric switch 2 for a not shown in more detail, mounted in the housing 1 engine. On the front sits on the housing 1 , as is known per se, a side hand 3 . A chuck 4 for drill protrudes from the front of the housing 1 and can be set in rotation by a shaft 5 .
Die Welle 5 ist im Gehäuse 1 unverschieblich angeordnet und über Wälzlager 6, 7 drehgelagert. Auf der Welle 5 sitzen frei drehbar zwei Abtriebsräder 8, 9, die über eine Aussen verzahnung 11, 12 verfügen. An den einander zugewandten Stirnseiten der Abtriebsräder 8, 9 ist jeweils ein Kranz mit Kupplungsklauen 13, 14 vorgesehen. Mit den Aussenverzah nungen 11, 12 der Abtriebsräder 8, 9 kämmen Zahnräder 15, 16 mit unterschiedlicher Zähnezahl. Die Zahnräder 15, 16 sitzen fest auf einer Vorgelegewelle 17, die über ein weiteres Zahn rad 18 von einem Antriebsritzel 19 des Motors in Drehung versetzt wird. Der Drehlagerung der Vorgelegewelle 17 dienen wiederum Wälzlager 20, 21; der Drehlagerung des Antriebs ritzels 19 ein Wälzlager 22.The shaft 5 is arranged immovably in the housing 1 and is rotatably supported by roller bearings 6 , 7 . On the shaft 5 , two output gears 8 , 9 are seated, which have external teeth 11 , 12 . On the mutually facing end faces of the driven wheels 8 , 9 , a ring with coupling claws 13 , 14 is provided. With the external teeth 11 , 12 of the driven gears 8 , 9 mesh gears 15 , 16 with different numbers of teeth. The gears 15 , 16 are firmly seated on a countershaft 17 which is rotated via a further toothed wheel 18 by a drive pinion 19 of the motor. The rotary bearing of the countershaft 17 in turn serve bearings 20, 21 ; the rotary bearing of the drive pinion 19 a roller bearing 22nd
Auf der Welle 5 sitzt verschiebbar und über eine Viel keil-Verbindung 23 drehfest ein Kupplungsring 24. An den beiden Stirnseiten trägt der Kupplungsring 24 je einen Kranz Kupplungsklauen 25, 26. Wie die Fig. 1 zeigt, stehen die Kupplungsklauen 25 in Eingriff mit den Kupplungsklauen 13 des Abtriebsrades 8. Dadurch wird die vom Motor her dem Ab triebsrad 8 vermittelte Drehung über den Kupplungsring 24 auf die Welle 5 und damit auf das Spannfutter 4 übertragen.On the shaft 5 is slidably and via a many wedge connection 23 a coupling ring 24 . The coupling ring 24 carries a ring of coupling claws 25 , 26 on each of the two end faces. As shown in FIG. 1, the clutch claws 25 are in engagement with the clutch claws 13 of the driven wheel 8 . As a result, the transmission gear 8 mediated by the motor is transmitted via the coupling ring 24 to the shaft 5 and thus to the chuck 4 .
Der Welle 5 ist wahlweise eine andere Drehzahl vermittelbar, indem der Kupplungsring 24 anstelle mit dem Abtriebsrad 8 mit dem Abtriebsrad 9 gekuppelt wird. Dies erfolgt durch Verschieben des Kupplungsringes 24 unter zwei Schalt schritten in der Fig. 1 nach rechts, wodurch die Kupplungs klauen 25 ausser Eingriff gelangen und die Kupplungsklauen 26 in Wirkverbindung mit den Kupplungsklauen 14 treten.The shaft 5 can alternatively be given a different speed by coupling the coupling ring 24 to the driven wheel 9 instead of the driven wheel 8 . This is done by moving the clutch ring 24 under two switching steps in Fig. 1 to the right, whereby the clutch claws 25 disengage and the clutch claws 26 come into operative connection with the clutch claws 14 .
Zum Verschieben des Kupplungsringes 24 weist dieser einen umlaufenden Mitnehmerring 27 auf, der von einem insgesamt mit 28 bezeichneten Schaltnocken formschlüssig übergriffen wird. Der Schaltnocken 28 ist in einem insgesamt mit 29 be zeichneten, im Gehäuse 1 drehbar gelagerten Betätigungsorgan gefasst. Ein Flansch 31 des Schaltnockens 28 ist in einem das Betätigungsorgan 29 durchquerenden Schlitz 32 axial ge führt, wodurch ein Entfallen des Schaltnockens 28 aus dem Betätigungsorgan 29 unterbunden wird. Der Schaltnocken 28 wird mit einem Schaft 33 von einer als Druckfeder ausgebil deten Feder 34 radial gegen eine Anschlagschulter 35 im Be tätigungsorgan 29 gedrückt. Die Feder 34 stützt sich dabei an einem im Betätigungsorgan 29 sitzenden Stift 36 ab. Das Betätigungsorgan 29 überragt das Gehäuse 1 mit einem Griffstück 37.To move the coupling ring 24, the latter has a circumferential driving ring 27, which is overlapped by a form-fitting, generally designated 28 switching cam. The switching cam 28 is in a total of 29 be marked, in the housing 1 rotatably mounted actuator. A flange 31 of the switching cam 28 is in a through the actuator 29 traversing slot 32 leads axially, thereby preventing the switching cam 28 from being eliminated from the actuator 29 . The switching cam 28 is pressed radially against a stop shoulder 35 in the actuating member 29 with a shaft 33 from a spring 34 configured as a compression spring. The spring 34 is supported on a pin 36 seated in the actuator 29 . The actuating member 29 projects beyond the housing 1 with a handle 37 .
Die Fig. 2 verdeutlicht, wird in in der Fig. 1 dargestellten eingekuppelten Schaltstellung der Schaltnocken 28 mit dem Schaft 33 unter der Kraft der Feder 34 an der Anschlag schulter 35 abgestützt. Die Anschlagschulter 35 ist Teil der Kontur einer im wesentlichen dreieckförmigen Ausnehmung 38 im Betätigungsorgan 29. An die Anschlagschulter 35 schliessen sich symmetrisch beidseitig Steuerkurven 39, 41 an, die durch den weiteren gekrümmten Verlauf der Kontur der Ausnehmung 38 gebildet sind. Die Steuerkurven 39, 41 erstrecken sich in Bezug auf den Drehpunkt des Betätigungsorgans 29 über ein Bogenmass von jeweils 90°. Radial gegenüberliegend zu Schalt nocken 28 erstreckt sich anschliessend an die Steuerkurven 39, 41 die Feder 34. Diese ist in der gezeigten Schaltstel lung teilweise entspannt und hält den Schaltnocken 28 und damit den Mitnehmerring 27 samt Kupplungsring 24 in der Schalt stellung nach Fig. 1. Fig. 2 illustrates, in the engaged switching position shown in Fig. 1, the switching cams 28 with the shaft 33 under the force of the spring 34 on the stop shoulder 35 is supported. The stop shoulder 35 is part of the contour of an essentially triangular recess 38 in the actuating member 29 . Control stops 39 , 41 , which are formed by the further curved course of the contour of the recess 38 , adjoin the stop shoulder 35 symmetrically on both sides. The control curves 39 , 41 extend with respect to the pivot point of the actuating member 29 over an arc dimension of 90 ° in each case. The spring 34 extends radially opposite to switching cams 28 , following the control cams 39 , 41 . This is partially relaxed in the shown switching position and holds the switching cam 28 and thus the driving ring 27 together with the coupling ring 24 in the switching position according to FIG. 1.
Soll die Drehbewegung der Welle 5, beispielsweise im Betrieb der Handbohrmaschine, abgeschaltet werden, so wird das Be tätigungsorgan 29 um 90° aus der Schaltstellung nach Fig. 2 in die Schaltstellung nach Fig. 3 verdreht. Wird während dieses Verdrehens des Betätigungsorgans 29 zwischen dem Kupp lungsring 24 und dem Abtriebsrad 8 ein Drehmoment übertragen, so bleibt der Schaltnocken 28 aufgrund der Reibungskräfte zwischen den Kupplungsklauen 13, 25 in der Position nach Fig. 2 stehen. Die Steuerkurve 39 gleitet dabei entlang des Schaftes 33 des Schaltnockens 28 und die Feder 34 wird, wie der Fig. 3 entnehmbar, gespannt. Das Betätigungsorgan 29 verharrt durch an sich bekannte und hier nicht näher darge stellte Rastmittel in dieser Drehstellung. Das Abschalten der Drehbewegung von der Welle 5 erfolgt automatisch, sobald nämlich die Kupplungsverbindung zwischen dem Kupplungsring 24 und Abtriebsrad 8 einen kraftfreien Zustand einnimmt. Hierzu drängt die gespannte Feder 34 den Schaltnocken 28 entlang der Steuerkurve 39 gegen die Anschlagschulter 35, wie dies der Fig. 4 entnommen werden kann. Diese Schaltbe wegung des Schaltnockens 28 führt zu einem Verschieben des Mitnehmerringes 27 samt Kupplungsring 24 in die entkuppelte Stellung des letzteren gegenüber dem Abtriebsrad 8. Da das Auskuppeln im kraftfreien Zustand der zu kuppelnden Teile stattfindet, werden Beschädigungen an diesen vermieden. If the rotary movement of the shaft 5 , for example during operation of the hand drill, is to be switched off, the actuating member 29 is rotated by 90 ° from the switch position according to FIG. 2 into the switch position according to FIG. 3. If during this rotation of the actuator 29 between the hitch be ring 24 and the driven gear 8, a torque is transmitted, the switching cam 28 remains due to the frictional forces between the clutch claws 13 , 25 in the position shown in FIG. 2. The control cam 39 slides along the shaft 33 of the switching cam 28 and the spring 34 is tensioned, as can be seen in FIG. 3. The actuator 29 remains in this rotational position by known and not shown Darge presented locking means. The rotary movement of the shaft 5 is switched off automatically as soon as the coupling connection between the coupling ring 24 and the driven wheel 8 assumes a power-free state. For this purpose, the tensioned spring 34 urges the switching cam 28 along the control cam 39 against the stop shoulder 35 , as can be seen in FIG. 4. This Schaltbe movement of the switching cam 28 leads to a displacement of the driving ring 27 together with the coupling ring 24 in the decoupled position of the latter relative to the driven wheel 8th Since the disengagement takes place in the force-free state of the parts to be coupled, damage to these is avoided.
Das neuerliche Kuppeln des Kupplungsringes 24 mit wahlweise einem der beiden Abtriebsräder 8, 9 erfolgt nach derselben Schaltungsart. Nach einem neuerlichen Verdrehen des Be tätigungsorgans 29 um 90° in eine der beiden möglichen Dreh richtungen werden die betreffenden Kupplungsklauen des Kupp lungsringes 24 und eines der Abtriebsräder 8, 9 in geschil derter Weise von der Kraft der gespannten Feder 34 in Kupp lungseingriff gebracht.The renewed coupling of the coupling ring 24 with either one of the two driven wheels 8 , 9 takes place according to the same type of circuit. After a renewed rotation of the actuating member 29 by 90 ° in one of the two possible directions of rotation, the relevant clutch claws of the coupling ring 24 and one of the driven wheels 8 , 9 are brought into engagement by the force of the tensioned spring 34 in coupling manner.
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